等离子体团型日冕物质抛射的形成机制 被引量：2

1

作者 郑惠南 张兵 王水 《天文学报》 CSCD 北大核心 1995年第4期341-349,共9页

本文在球坐标二维磁静力平衡基态下，数值研究了电阻撕裂模不稳定性引起日冕电流片中发生磁场重联的过程。结果表明发生了具有两个Ｘ线的磁场重联，形成了磁岛和高温高密度的等离子体团，等离子体团在向上运动过程中有着明显的膨胀，其... 本文在球坐标二维磁静力平衡基态下，数值研究了电阻撕裂模不稳定性引起日冕电流片中发生磁场重联的过程。结果表明发生了具有两个Ｘ线的磁场重联，形成了磁岛和高温高密度的等离子体团，等离子体团在向上运动过程中有着明显的膨胀，其上升速度和膨胀过程与等离子体β值有关。这些结果可用于解释等离子体团型日冕物质抛射的形成。 展开更多

关键词 日冕 物质抛射 等离子体团 磁场重联 形成机制

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等离子体彗尾动力学的数值研究 被引量：1

2

作者 郑惠南 王水 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 1995年第3期187-195,共9页

本文基于可压缩磁流体动力学模型，数值研究了尾瓣巾具有超Ａｌｆｖｅｎ速流动的等离子体彗尾的动力学特征．结果表明，等离子体片和尾瓣之间的剪切等离子体流动将会激发流动撕裂模不稳定性，引起彗尾等离子体片中发生磁场重联，形成磁... 本文基于可压缩磁流体动力学模型，数值研究了尾瓣巾具有超Ａｌｆｖｅｎ速流动的等离子体彗尾的动力学特征．结果表明，等离子体片和尾瓣之间的剪切等离子体流动将会激发流动撕裂模不稳定性，引起彗尾等离子体片中发生磁场重联，形成磁岛和高密度的等离子体团．进而模拟了太阳风引起的局部驱动力对等离子体彗尾中磁场重联的影响，其特征时间远大于流动撕裂模．我们认为一些观测到的等离子体彗尾中的四块和彗尾截断事件可能主要与彗尾中剪切等离子体流动所引起的流动撕裂模不稳定性有关． 展开更多

关键词 彗星 磁场重联 等离子体彗尾 可压缩磁流体

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日冕冲浪形成的磁流体动力学模拟

3

作者 郑惠南 苏守军 +1 位作者 王水 吴式灿 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2000年第1期1-9,共9页

应用二维时变可压缩磁流体动力学模拟，数值研究了双极一单极磁场中电阻撕裂模不稳定性引起的磁场重联过程，用于模拟日冕冲浪的形成．结果表明，在包含有三区──双极场、电流片和单极场的磁静力平衡初态下，双极场和单极场中的磁力线... 应用二维时变可压缩磁流体动力学模拟，数值研究了双极一单极磁场中电阻撕裂模不稳定性引起的磁场重联过程，用于模拟日冕冲浪的形成．结果表明，在包含有三区──双极场、电流片和单极场的磁静力平衡初态下，双极场和单极场中的磁力线将会直接重联，磁场演变成鞭状（ｗｈｉｐ）结构．由弯曲磁力线支撑的等离子体团向上运动到最高位置后，逐渐下落和弥散．等离子体团上升速度可达到０．１０ｖＡ（ｖＡ为双极场中的Ａｌｆｖｅｎ速度）．模拟结果证实日冕冲浪的形成可能与双极－单极场中的磁场重联密切相关． 展开更多

关键词 磁场重联 日冕冲浪 磁流体 动力学模型

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地球远磁尾中的磁场重联——(Ⅱ)局部驱动力的影响

4

作者 郑惠南 王水 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1992年第6期667-675,共9页

基于可压缩磁流体动力学模型,数值研究了由太阳风引起的局部驱动力对地球远磁尾中磁场重联的影响.结果表明,在远磁尾等离子体片中将发生强迫磁场重联,并形成磁岛和等离子体团.形成磁岛的特征时间很大于流动撕裂模不稳定性引起磁岛非线... 基于可压缩磁流体动力学模型,数值研究了由太阳风引起的局部驱动力对地球远磁尾中磁场重联的影响.结果表明,在远磁尾等离子体片中将发生强迫磁场重联,并形成磁岛和等离子体团.形成磁岛的特征时间很大于流动撕裂模不稳定性引起磁岛非线性饱和的特征时间.磁岛宽度随着磁Reynolds数S的增大而减小,随着尾瓣中等离子体压力与磁压之比值β_∞的降低而减小.认为太阳风引起的局部驱动力对地球远磁尾等离子体片中磁场重联的影响,可能不如流动撕裂模不稳定性那样显著. 展开更多

关键词 磁尾 磁场 太阳风 驱动力

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电流片的稳定性问题

5

作者 郑惠南 胡友秋 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 1990年第1期17-25,共9页

本文从理想磁流体力学出发,分析了固结在光球层上的半圆弧形电流片的线性稳定性.主要结论是:当沿电流方向的磁场小于某临界值时,电流片将不稳定,且最先引起不稳定的扰动模沿电流方向的波数近似为电流片圆弧直径的倒数.

关键词 太阳 磁场 电流片 稳定性

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地球远磁尾中的磁场重联(Ⅰ)流动撕裂模不稳定性 被引量：5

6

作者 王水 郑惠南 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1991年第6期663-671,共9页

本文数值研究了地球远磁尾中流动撕裂模不稳定性所引起的磁场重联过程.结果表明,在短暂的指数增长之后,当磁岛宽度接近等离子体片厚度时,流动撕裂模不稳定性的增长率大大降低,最终磁岛宽度趋于饱和.磁岛的饱和宽度随着磁Reynolds数S的... 本文数值研究了地球远磁尾中流动撕裂模不稳定性所引起的磁场重联过程.结果表明,在短暂的指数增长之后,当磁岛宽度接近等离子体片厚度时,流动撕裂模不稳定性的增长率大大降低,最终磁岛宽度趋于饱和.磁岛的饱和宽度随着磁Reynolds数S的增大而减小,随着剪切流动层宽度δV的增大而增加.在S→∞的情况下,流动撕裂模将退化为流动颈缩模,磁场重联不再发生.当飞船通过由流动撕裂模不稳定性所形成的磁岛时,即可观测到磁场B_z分量由北转南或由南转北的现象. 展开更多

关键词 地球 磁场重联 磁尾 稳定性

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低轨道航天器高电压太阳电池阵电流泄漏效应分析计算 被引量：2

7

作者 师立勤 刘四清 郑惠南 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期130-135,共6页

在一种简化的太阳电池阵结构模型基础上,利用太阳电池阵电流收集经验模式,基于电流平衡,建立了一种计算低轨道航天器高电压太阳电池阵在等离子体环境中电流泄漏的方法.利用该方法,对高电压太阳电池阵电流泄漏效应与低轨道等离子体环境... 在一种简化的太阳电池阵结构模型基础上,利用太阳电池阵电流收集经验模式,基于电流平衡,建立了一种计算低轨道航天器高电压太阳电池阵在等离子体环境中电流泄漏的方法.利用该方法,对高电压太阳电池阵电流泄漏效应与低轨道等离子体环境、电池阵电压、电池阵裸露金属面积的关系进行了分析计算.结果表明,随着轨道高度增加,电流泄漏引起的电池阵功率损失迅速下降,影响最严重的区域为电离层等离子体密度最高的300～400 km高度的轨道区域;电流泄漏引起的功率损失与太阳电池阵电压呈指数关系,电压越高功率损失越大;200 V以下的电池阵功率损耗较小,远低于电源系统总功率的1%;电流泄漏与太阳电池阵裸露金属导体的表面积呈正比关系,因此,通过减少太阳电池阵裸露面积,可以降低电流泄漏的影响. 展开更多

关键词 高电压太阳电池阵 等离子体环境 电流泄漏 电流收集

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引力场中磁场重联的数值研究──（Ⅰ）磁岛的形成和合并 被引量：3

8

作者 王水 李硕军 郑惠南 《地球物理学报》 SCIE EI CSCD 北大核心 1994年第2期137-146,共10页

数值研究了引力场中电阻撕裂模不稳定性所引起的磁场重联，结果表明，在电流片长度Ｌ＝１Ｈ、半宽度δ＝Ｈ／２４的情况下，电流片两端附近将出现两个Ｘ线的磁场重联，并形成磁岛和高温高密度的等离子体团．磁岛宽度随着时间而增长，在... 数值研究了引力场中电阻撕裂模不稳定性所引起的磁场重联，结果表明，在电流片长度Ｌ＝１Ｈ、半宽度δ＝Ｈ／２４的情况下，电流片两端附近将出现两个Ｘ线的磁场重联，并形成磁岛和高温高密度的等离子体团．磁岛宽度随着时间而增长，在ｔ≈５５τＡ时达到饱和，最大饱和岛宽约为４δ．同时从ｔ≈３７τＡ开始，磁岛中心位置逐渐下降；在ｔ＝５７τＡ时发生结合不稳定性，磁岛与底部附近的闭合磁场区合并，导致磁场湮灭和磁能的快速释放．另一方面，由于引力场和等离子体非均匀性的影响，顶部附近随时间而增长的等离子体外流速度达１．１４ＶＡ∞；磁岛中等离子体向下运动的最大速度达１．４１ＶＡ∞，且大于局地声速；在磁岛前方可形成快激波．这些结果可用于解释双带耀斑中后随耀斑环的形成、磁场湮灭和磁能释放、以及Ｄｏｐｐｌｅｒ速度图上观测到的红移现象． 展开更多

关键词 磁场重联 引力场 耀斑 磁岛

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太阳周期活动对低高度内辐射带高能质子的影响 被引量：2

9

作者 师立勤 林瑞淋 +1 位作者 刘四清 郑惠南 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期804-811,共8页

利用NOAA-15卫星1998年到2011年近13年的高能质子全向通量观测资料,分析了一个太阳活动周内,低高度内辐射带高能质子通量的分布变化特性及其物理原因,比较了观测结果与AP8模型的不同.研究表明,低高度内辐射带高能质子通量与太阳活动水... 利用NOAA-15卫星1998年到2011年近13年的高能质子全向通量观测资料,分析了一个太阳活动周内,低高度内辐射带高能质子通量的分布变化特性及其物理原因,比较了观测结果与AP8模型的不同.研究表明,低高度内辐射带高能质子通量与太阳活动水平的反相关关系与磁壳参数L值及磁场B值有关;L值越低,B值越大的空间点,其高能质子通量与太阳活动水平的反向相关性越明显.高能质子通量随太阳活动水平的变化存在明显滞后现象,L值越高、B值越小的空间点,滞后现象就越明显,滞后严重时可以达到一年左右的时间;这种滞后现象反映出低高度内辐射带高能质子的源与损失达到平衡是一个中长期过程.通过与AP8模型计算结果的比较分析可以看出,利用AP8模型时,仅考虑地磁场长期变化对质子通量的影响可能会夸大低高度内辐射带局部高能质子通量的增强. 展开更多

关键词 高能质子 辐射带 太阳活动 南大西洋异常区

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磁通量喷发的大气响应——Ⅲ.太阳附近激波的演化 被引量：1

10

作者 胡友秋 王赤 郑惠南 《天体物理学报》 CSCD 1992年第1期54-62,共9页

作为本系列的最后一篇,本文研究日冕大气中的激波演化.结果表明,日冕背景大气和磁场的非均匀性对激波结构和演化起着决定作用。太阳附近形成的慢激波-快磁声波系统,将在向外传播的过程中演变为以中间激波作为必要组成部分的混合激波。... 作为本系列的最后一篇,本文研究日冕大气中的激波演化.结果表明,日冕背景大气和磁场的非均匀性对激波结构和演化起着决定作用。太阳附近形成的慢激波-快磁声波系统,将在向外传播的过程中演变为以中间激波作为必要组成部分的混合激波。该混合激波在沿电流片传播时能继续维持,而在沿单极开放磁场传播时则进一步演变为纯快激波。 展开更多

关键词 太阳 磁场 混合激波 磁通量 喷发

原文传递

磁通量喷发的大气响应Ⅰ.日冕物质喷射机制 被引量：2

11

作者 胡友秋 郑惠南 《天体物理学报》 CSCD 1991年第2期181-187,共7页

本文对盔状冕流底部磁通量喷发的大气响应进行数值模拟。数值结果表明:在喷发磁场的作用下,原冕流中的物质将受到压缩并向上运动,形成高密度亮环结构,同时在环的前方出现快磁声波,在环的下方出现低密度暗区。据此我们认为,磁通量喷发可... 本文对盔状冕流底部磁通量喷发的大气响应进行数值模拟。数值结果表明:在喷发磁场的作用下,原冕流中的物质将受到压缩并向上运动,形成高密度亮环结构,同时在环的前方出现快磁声波,在环的下方出现低密度暗区。据此我们认为,磁通量喷发可能是触发环形日冕物质喷射的一种重要机制。 展开更多

关键词 太阳 磁场 日冕 物质喷射

原文传递

磁通量喷发的大气响应Ⅱ.太阳附近的慢激波 被引量：2

12

作者 胡友秋 郑惠南 《天体物理学报》 CSCD 1991年第2期188-193,共6页

日冕物质喷射的观测速度常低于阿尔芬波速的估计值而高于背景日冕声速,这说明日冕物质喷射可能在日冕中形成慢激波。本文取带赤道电流片的冕流结构作为背景,用冕流底部的磁通量喷发作为驱动机制,对日冕物质喷射触发的慢激波进行数值模... 日冕物质喷射的观测速度常低于阿尔芬波速的估计值而高于背景日冕声速,这说明日冕物质喷射可能在日冕中形成慢激波。本文取带赤道电流片的冕流结构作为背景,用冕流底部的磁通量喷发作为驱动机制,对日冕物质喷射触发的慢激波进行数值模拟。结果表明,电流片对激波结构有着重要影响。慢激波只出现在电流片的外部,在电流片中逐渐过渡为快激波,慢激波前方的背景磁场在快磁声波的作用下显著偏转,背景密度下降超过10％。慢激波的纬度范围有限,从电流片的外沿大约延伸到±20°,且具有凹向上方的外形。 展开更多

关键词 太阳 磁场 慢激波

原文传递

TL/ESR辐照响应曲线的非线性拟合

13

作者 陈金波 周常曦 +3 位作者 郑惠南 夏利东 黄培华 金嗣昭 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 1991年第4期482-486,共5页

本文对TL/ESR辐照响应曲线进行了非线性拟合,得到令人满意的结果,并对非线性拟合作了一些讨论。

关键词 非线性拟合 累积辐照剂量 TL ESR

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太阳色球层-日冕中扰动的传播(Ⅱ)

14

作者 李波 郑惠南 王水 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期103-112,共10页

首先讨论了磁流波传播的线性特征,然后构造了球坐标中一自洽的非等温、非均匀等离子体初态,应用二维时变可压缩磁流体动力学模拟,数值研究了色球层底部压力脉冲所引起扰动的全球传播过程.结果表明,在极区,压力脉冲导致的扰动传播可以区... 首先讨论了磁流波传播的线性特征,然后构造了球坐标中一自洽的非等温、非均匀等离子体初态,应用二维时变可压缩磁流体动力学模拟,数值研究了色球层底部压力脉冲所引起扰动的全球传播过程.结果表明,在极区,压力脉冲导致的扰动传播可以区分成两类不同模式的波动;快磁声波与慢磁声波.而在赤道附近,传播扰动是快模磁声波,在源区附近还存在一非传播的扰动.模拟结果的特征有助于解释SOHO/EIT观测到的波动事件. 展开更多

关键词 日冕 色球层 磁流波 扰动传播

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日冕扰动传播的数值模拟(Ⅲ)太阳风的影响

15

作者 王水 张兵 郑惠南 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 1993年第2期81-89,共9页

本文数值研究了二维磁流体动力学平衡基态下开场区日面冷物质径向喷射所引起的日冕动力学响应。结果表明:(1)在高密度环前方有一弱扰动区近似以Alfvén速度向外传播;(2)高密度环前缘移动速度随着径向距离而增加,其增加值近似为局地... 本文数值研究了二维磁流体动力学平衡基态下开场区日面冷物质径向喷射所引起的日冕动力学响应。结果表明:(1)在高密度环前方有一弱扰动区近似以Alfvén速度向外传播;(2)高密度环前缘移动速度随着径向距离而增加,其增加值近似为局地太阳风速度;(3)高密度环中等离子体的最大径向速度约在4个太阳半径处趋于局地逃逸速度;(4)对于强开放场,环形结构在θ方向上没有明显的扩张。这些结果可以更好地解释伴随有日珥的日冕物质抛射事件。 展开更多

关键词 日冕扰动 太阳风 磁流体动力

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1998年11月4日至5日日冕物质抛射日地传输时间的数值模拟 被引量：7

16

作者 熊明 郑惠南 +3 位作者 汪毓明 傅向荣 王水 窦贤康 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期731-738,共8页

在一维球坐标系下模拟了1998年11月4日至5日3个连续日冕物质抛射(CME)在行星际空间的传播和相互作用并最终形成“复杂抛射”的日地传输过程.首先在磁流体力学(MHD)数值模拟中应用Harten总变差减小(TVD)格式,通过调节计算模型中的引力无... 在一维球坐标系下模拟了1998年11月4日至5日3个连续日冕物质抛射(CME)在行星际空间的传播和相互作用并最终形成“复杂抛射”的日地传输过程.首先在磁流体力学(MHD)数值模拟中应用Harten总变差减小(TVD)格式,通过调节计算模型中的引力无量纲参数α、等离子体参数β和气体多方指数γ,构造出数值计算所需的初态背景,使之在拉格朗日点处L1的太阳风速度vr、质子数密度Np及质子热压力与磁压力的比值βp与ACE卫星的观测数据一致.接着仅采用速度脉冲的扰动形式,其输入的幅度和持续时间由Lasco/C2、GOES、LEAR的观测数据并结合Michalek等提出的CME“锥模型”来确定.数值计算结果得到的两个激波到达时间和ACE卫星观测值的时间误差分别是3h和4h.这表明该模型能估算续发CME在行星际空间演化后驱动激波的到达时间和大致强度,在空间天气的激波到达时间的预报方面有潜在的应用价值. 展开更多

关键词 日冕物质抛射 磁流体力学 数值计算 空间天气

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多层电流片中撕裂模不稳定性的数值研究 被引量：3

17

作者 刘一凡 郑惠南 王水 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1997年第2期145-153,共9页

应用二维磁流体动力学模拟方法数值研究了三层电流片中电阻撕裂模不稳定性的特征及磁场重联过程．结果表明，这是一种复杂的非稳态磁场重联．在初期阶段，三个电流片中分别由撕裂模不稳定性引起磁场重联，形成薄而长的磁岛．随着撕裂模... 应用二维磁流体动力学模拟方法数值研究了三层电流片中电阻撕裂模不稳定性的特征及磁场重联过程．结果表明，这是一种复杂的非稳态磁场重联．在初期阶段，三个电流片中分别由撕裂模不稳定性引起磁场重联，形成薄而长的磁岛．随着撕裂模不稳定性的非线性发展，每个磁岛的宽度都逐步增大，以至导致新的磁场重联发生．同时，三个电流片的强度都逐渐减弱，且原中心反向电流区最终消失．部分磁能不断地转化为等离子体的热能和动能，引起等离子体的加热和加速．多层电流片中撕裂模不稳定性引起的自发重联，可能对太阳耀斑、日冕加热、太阳风与磁层耦合等有重要影响． 展开更多

关键词 多层电流片 撕裂模 不稳定性 数值研究 磁场重联

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引力场中磁场重联的数值研究(IV)多层电流片 被引量：1

18

作者 王小虎 郑惠南 王水 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期1-11,共11页

应用数值方法研究了日冕多层电流片中电阻撕裂模不稳定性的非线性演化和磁场重联过程，结果表明，计算区域顶部附近两侧电流片中的磁岛和等离子体团向上抛射，并携出大量的磁能和热能；中心电流片中的磁岛向下运动，逐渐演变成底部含有... 应用数值方法研究了日冕多层电流片中电阻撕裂模不稳定性的非线性演化和磁场重联过程，结果表明，计算区域顶部附近两侧电流片中的磁岛和等离子体团向上抛射，并携出大量的磁能和热能；中心电流片中的磁岛向下运动，逐渐演变成底部含有３个磁闭合区的冕流结构。进而在中心电流片中再次发生磁场重联，多次形成向下运动的小型磁岛，并与底部磁闭合区发生结合不稳定性。同时在磁闭合区中也有磁场重联发生，导致中心小磁闭合区的湮灭。初始电流片之间的距离趋近，上述演化过程越快。日冕多层电流片中的磁场重联过程可能对日冕物质抛射和日冕加热有着重要影响。 展开更多

关键词 磁场重联 多层电流片 日冕物质抛射 磁岛 引力场

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引力场中磁场重联的数值研究（Ⅱ）磁力线足点的剪切运动 被引量：2

19

作者 李硕军 王水 郑惠南 《地球物理学报》 SCIE EI CSCD 北大核心 1994年第5期559-569,共11页

本文基于二维三分量可压缩磁流体动力学模拟，数值研究由于磁力线足点在光球层的剪切运动引起日冕电流片中的磁场重联过程。结果表明，磁力线足点的剪切运动作为引起强迫磁场重联的一种触发机制，将加速磁场重联的发展和磁岛的合并过程... 本文基于二维三分量可压缩磁流体动力学模拟，数值研究由于磁力线足点在光球层的剪切运动引起日冕电流片中的磁场重联过程。结果表明，磁力线足点的剪切运动作为引起强迫磁场重联的一种触发机制，将加速磁场重联的发展和磁岛的合并过程。结合不稳定性导致等离子体急剧加速，在β∞＝０．１的情况下其加速度达到０．３４νＡ∞／τＡ，等离子体的最大下落速度可达１．９０νＡ∞，大于纯电阻撕裂模情况。还讨论了β∞值对这种磁场重联过程的影响。β∞值越小，磁场重联和磁岛合并过程发展得越快。 展开更多

关键词 磁场重联 引力场 剪切运动 磁力线

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二维磁流体动力学平衡日冕(Ⅱ) 被引量：1

20

作者 刘航宇 王水 郑惠南 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 1992年第3期178-189,共12页

基于解析和数值相结合的方法,进一步讨论了非均匀引力场中日冕的二维磁流体动力学平衡。对临界点进行了比较仔细的处理。得到了包含闭场区、中性片和开场区的大尺度日冕磁场位形,闭场区和中性片构成冕流结构。在高纬和低纬地区几个太阳... 基于解析和数值相结合的方法,进一步讨论了非均匀引力场中日冕的二维磁流体动力学平衡。对临界点进行了比较仔细的处理。得到了包含闭场区、中性片和开场区的大尺度日冕磁场位形,闭场区和中性片构成冕流结构。在高纬和低纬地区几个太阳半径之外,等离子体径向流动速度超过了局地声速和局地Alfvén速度。在1AU处,太阳风速度可达到400kms_(-1) 展开更多

关键词 日冕 磁流体力学 太阳风

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